由大連溢油事故談堰式收油器的改進及新型D收E油SM設I備的引進

文/交通運輸部上海打撈局 石建敏

2010年7月16日，中石油大連新港石油儲備庫輸油管道發(fā)生爆炸，大量原油泄漏入海，導致大連灣、大窯灣和小窯灣等局部海域受到嚴重污染。上海打撈局迅速派遣船只趕往事故現(xiàn)場，參與原油回收和清理工作。當時我們船上主要使用的收油設備是 Framo堰式收油機，經(jīng)現(xiàn)場使用，發(fā)現(xiàn)在當時的海況和環(huán)境下收油效果并不理想?；厥盏挠退旌衔镏泻刻?，回收效率也受風浪影響，并且回收時需要大容量的臨時存儲設備。為應對今后這種突發(fā)性的大規(guī)模海上溢油事故，我們考慮改進堰式收油機并引進新型收油設備。

堰式收油機一般由浮體、集油器、堰邊高度調節(jié)裝置、動力系統(tǒng)和傳輸系統(tǒng)組成。

圖1 堰式收油器

其工作原理是利用溢油重力和流動性，調整堰式收油機的堰邊剛好低于油膜表面，讓油通過堰邊流入集油器，再通過泵浦將集油器內的溢油泵送到儲油容器。收油機工作時，通過調節(jié)收油機的堰邊來控制進油量。一般堰邊高度的調節(jié)采用遙控操作，需要操作人員根據(jù)海面上的溢油厚度和海況隨時調節(jié)。堰邊入口相對水面的位置低，進油量就大，反之進油量就小。但是由于海面上有波浪，所以堰式收油機在工作時，不可避免會有大量的海水隨波浪越過堰邊進入收油機而被泵浦抽走，這就大大降低了溢油回收的效率。由于回收船上臨時存儲設備的容積有限，很快就會因為收油機回收的含油污水無處存放而不得不停止溢油回收工作。

針對這臺堰式收油機存在的問題，有必要對其工作原理和結構進行改進。

經(jīng)過改進的堰式收油機仍然依靠浮體提供浮力，將它的集油器做成一個密封的集油箱，箱內設置有導流通道。在工作前先向集油箱內充水，當箱內充滿水后，利用水泵從吸水口抽取箱內的水，在產(chǎn)生的負壓作用下，集油箱外部的油水混合物從堰板上流過，迅速進入流道，在油水混合物運動到流道末端時，油水開始發(fā)生分離，具有一定向上初速度的油滴迅速上浮，在集油箱上部聚集起來，當達到一定厚度，就可以開動具有自吸能力的螺桿泵將分離出的純油輸送到指定位置，完成溢油回收。

改造后此堰式收油機收油效率能有一定提升，但其操作的關鍵仍是合理調整收油機的堰邊高度，才能取得較好的回收速率和回收效率。它也只能適用于在波高小于 0.3米的相對平靜水域回收中、低黏度的溢油，且對海上垃圾不能很好處理，因此我們還要引進新型收油設備。

圖2 代斯米巨無霸章魚收油機

圖3 三角形主結構，保證設備穩(wěn)定性

圖4 刷組架三角形

根據(jù)對國內外溢油回收技術及設備的綜合比較，我們選擇了代斯米巨無霸章魚收油機，它具有以下技術特點：

1. 利用三角形穩(wěn)定的幾何特征，解決外海風浪大，設備結實的要求。

代斯米巨無霸章魚收油機采用三角形作為結構的主體，充分利用三角形幾何形狀最穩(wěn)定的特性， 滿足外海風大浪高的情況下穩(wěn)定作業(yè)的要求。

2. 端點處配有浮筒，保證了設備可獨立漂浮在水面上。

三個端點處配有三個浮筒，保證收油機頭無需依附于其他設備自行漂浮在水面，這種隨波逐流性，使得收油機在 5～ 6級海況下仍可獨立工作。

3. 刷組架三角形，解決了浪的落差對收油機造成的影響。

我們的刷組架，刷帶呈立體三角形，形成了一個動態(tài)斜面刷組。斜面刷帶，本身的落差，很好地解決了因浪的落差對收油的影響。

4. 自吸聚攏功能，實現(xiàn)了不同油層厚薄對收油效率影響最小化。

刷帶向下轉動，油被“抓到”收油機機頭的底部，完成了自身對油層的調整，即：薄油層聚攏成厚油層，然后進行回收。實現(xiàn)了油層厚度較薄仍可有效收油的問題。

5. 刷帶上植有毛刷，解決了不同黏度油品的收取。

配有2 臺DOP250 型復式泵，泵頭配有定子切割刀，可以切碎最大 5厘米的固體物，使得收油機受垃圾影響最小化。泵的黏度處理能力為0-1 百萬里斯(cts)，是一款真正意義的能處理各種溢油事故的收油機。

另外，對于大固體物的或太長的水草，收油機能進行反轉，將堵塞物排除即可，大大減少收油機因垃圾而中斷作業(yè)，增強收油效率，節(jié)約了寶貴的作業(yè)時間。在刷帶外沿還裝有外掛式護欄，協(xié)助阻擋較大塊漂浮垃圾。

6. 集成化設計，節(jié)省存儲空間；獨立系統(tǒng)，保證設備調配的靈活、機動性。

獨立的整套收油機系統(tǒng)，可全部存儲在一個 20 英尺的開放式集裝箱底盤上進行集中存放。一旦應急情況發(fā)生，設備既可迅速地調運到救援船上趕赴現(xiàn)場作業(yè)。

整套系統(tǒng)配有動力及吊裝設備，在無需母船任何協(xié)助下即可完成收油機的布放、作業(yè)、回收。避免了設備對船舶依賴較大時，一旦母船因故無法工作時，導致收油作業(yè)無法進行的情況。

7. 配有無線遙控設備，對收油機進行無線操作，解決了因船吃水，導致無法作業(yè)的問題； 以及最大限度地保證人員安全。

系統(tǒng)為獨立的系統(tǒng)，作業(yè)時吃水僅1m。配有的無線控制器，控制裝內置在前端兩個浮體中的推進器，完成收油機頭前進、后退、轉向操作。

圖5 “Y”型爪子刷帶

無線遙控更將操作人員從甲板上解脫出來，使得操作員可在任何有效范圍內 (如：駕駛艙 )對收油機進行操作，即使是在有風浪的狀態(tài)下，最大限度地保證了人員的安全。

8 高收油率，低含水率

巨無霸章魚收油機的收油系統(tǒng)由三組集油板組成，每個集油板各配置“Y”型五條爪子刷帶，保障收油機以 360 度全方位收油，使收油面積最大化，刷組收油能力達到每小時360立方米，溢油回收效率達到98.4%。配有2 臺DOP250型復式泵，輸油能力高達每小時250立方米。

高效率，低含水率既節(jié)省了寶貴的救助時間，也節(jié)省了寶貴的存儲容量。

9 維護、清洗方便

使用后可直接使用高壓清洗設備進行沖洗，還可非常方便地將每個刷帶的從刷組中取下進行清洗。刷帶僅需兩個人既可抬起。所有連接都是快速連接，方便裝載和拆卸。

“工欲善其事，必先利其器”。收油機作為溢油回收的重要工具，是各級溢油應急反應計劃的最重要的組成部分。國內外大量的溢油反應實例證明，由于溢油事故的突發(fā)性和現(xiàn)場情況的復雜性，在對抗溢油污染、降低污染損失方面，收油機所發(fā)揮的實際作用遠遠超過了圍油欄，當缺乏有效的溢油回收設備時或溢油回收設備不理想時, 即便各方面對溢油事故做出了迅速而且正確的反應，大家也只能眼睜睜地看著溢油不斷地擴散和漂走，這是非常令人痛心的。因此科學選擇和配備收油機，并且熟練地掌握使用方法，才能更好地完成我們所肩負的“使海洋更清潔”的歷史使命。